摘 要： 文章結(jié)合增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從綜合控制柜控制臺(tái)的布局設(shè)計(jì)、外部電源布局設(shè)計(jì)、磨合控制器設(shè)計(jì)、工控系統(tǒng)與航空插頭設(shè)計(jì)等方面論述了增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以便滿足項(xiàng)目對(duì)增壓油箱性能測(cè)試臺(tái)性能的要求。

關(guān)鍵詞： 增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái);綜合控制柜;設(shè)計(jì)

一、 引言

增壓油箱的工作性能是否達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)影響到飛機(jī)液壓系統(tǒng)能否正常工作。增壓油箱是飛機(jī)液壓系統(tǒng)定期檢修的重點(diǎn)附件之一。增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)為飛機(jī)液壓系統(tǒng)的檢修工作提供了便利。文章結(jié)合增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從控制臺(tái)的布局設(shè)計(jì)、外部電源布局設(shè)計(jì)、磨合控制器設(shè)計(jì)等方面分析了增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供借鑒。

二、項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目為SC51A增壓油箱性能試驗(yàn)綜合控制臺(tái)（改造），由中航工業(yè)南京液壓工程研究中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要在增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜的原有基礎(chǔ)上進(jìn)行集成化、自動(dòng)化改造，達(dá)到提升測(cè)試準(zhǔn)確性、操作人員工作效率的目的。該項(xiàng)目性能試驗(yàn)臺(tái)主要測(cè)試飛機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增壓油箱傳感器性能，要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)用Labview軟件、工控機(jī)采集辦卡、PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合控制臺(tái)要滿足自動(dòng)化測(cè)試要求，將工控技術(shù)和電氣技術(shù)應(yīng)用于測(cè)試領(lǐng)域中，滿足增壓油箱的性能試驗(yàn)要求。

三、增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)

通常來說，增壓油箱試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成主要包括以下幾部分：液壓泵站、性能測(cè)試部分以及電氣控制部分，包括人工手動(dòng)以及PLC自動(dòng)兩種工作方式，可完成增壓油箱靈活性及磨合、功能檢查、儲(chǔ)油腔壓力及耐壓、流量沖擊等各項(xiàng)性能參數(shù)的檢驗(yàn)測(cè)試工作。

性能測(cè)試部分，通常包括了以下兩部分，一是各液壓附件，一是電控組件。增壓泵會(huì)將自身的高壓傳遞給被測(cè)增壓油箱，傳送到其增壓腔里面，會(huì)和低壓泵所傳輸?shù)絻?chǔ)油腔當(dāng)中的低壓發(fā)生反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)平衡的效果。對(duì)于增壓油箱，它的活塞會(huì)維持靜止不動(dòng)。儲(chǔ)油腔壓力及耐壓測(cè)試，通常是指在上述的平衡狀態(tài)當(dāng)中保持一定的壓力直至規(guī)定時(shí)間結(jié)束。若借助先導(dǎo)式溢流閥來使得任意一腔壓力降低，那么平衡無法維持，增壓油箱活塞就會(huì)開始移動(dòng)，逐步靠近壓力減小腔，如此交替改變兩腔壓力，活塞也會(huì)出現(xiàn)來回往復(fù)移動(dòng)的情況，在限位開關(guān)和PLC控制程序的作用下來判斷和控制交替時(shí)機(jī)及次數(shù)，進(jìn)而檢測(cè)出被測(cè)增壓油箱的靈活性、磨合及功能是否達(dá)標(biāo)。對(duì)于恒壓泵，它所輸送的壓力會(huì)從電磁換向閥切換，依靠沖量缸以及節(jié)流閥來進(jìn)行調(diào)整，可以有效還原出飛機(jī)液壓系統(tǒng)瞬時(shí)大流量的吸油以及回油過程，由此確定儲(chǔ)油腔是否具備良好的抗沖擊能力。各壓力以及流量傳感器都會(huì)將測(cè)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到對(duì)應(yīng)的數(shù)顯儀表以及計(jì)算機(jī)，能夠有利于操作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察，并供PLC控制程序判斷處理。液壓泵油箱性能試驗(yàn)臺(tái)的液壓泵主要是有3個(gè)柱塞泵組成的，按照不同液壓要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)還設(shè)有油溫控制功能和油位控制功能，能夠進(jìn)行自動(dòng)油溫和油位調(diào)節(jié)，以便滿足各種測(cè)試要求。

四、增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)

（一）控制臺(tái)布局

設(shè)計(jì)人員布局增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜時(shí)，要明確控制柜內(nèi)部的儀表、儀器，主要包括溫度傳感器、壓力傳感器、油位傳感器、控制盒、超溫開關(guān)、油位傳感器控制。該項(xiàng)目控制臺(tái)的臺(tái)面寬度為300cm，臺(tái)面距離地面高度為800cm，其中包括控制臺(tái)滾輪高度，設(shè)置控制臺(tái)背部線路以及布局各儀表、儀器過程中，需符合美觀、便捷的要求。另外，設(shè)計(jì)人員要在布局合理的前提下盡可能縮小控制臺(tái)的體積，觸摸屏要按照各型油箱磨合進(jìn)行控制。

（二）外部電源布局

布局增加油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜時(shí)，要做好外部電源布置工作。該項(xiàng)目綜合控制柜插座轉(zhuǎn)接產(chǎn)品信號(hào)線需要經(jīng)過波動(dòng)開關(guān)，撥動(dòng)開關(guān)類型為3位撥動(dòng)開關(guān)，要經(jīng)過2個(gè)3位撥動(dòng)開關(guān)直接接入至繁用表下的插孔中。設(shè)計(jì)人員布置3位波動(dòng)開關(guān)期間，采用上下布置方式，上面的3位撥動(dòng)開關(guān)朝上，插孔會(huì)輸出一組信號(hào)，上面3位撥動(dòng)開關(guān)向下、下面的3位撥動(dòng)開關(guān)，插孔同樣會(huì)輸出一組信號(hào)，上、下3位撥動(dòng)開關(guān)同時(shí)朝下，插孔會(huì)輸出一組信號(hào)，采用繁用表可以測(cè)量各信號(hào)。另外，該項(xiàng)目控制盒插座型號(hào)為J599/20V835PN，電纜耐高溫范圍-55℃～+135℃，連接產(chǎn)品之后要進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記，電纜上控制柜端插頭與控制柜上插座自行成套。

（三）磨合控制器設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員進(jìn)行磨合控制器設(shè)計(jì)時(shí)，要明確控制器要求：LVDT通用處理器參數(shù)設(shè)置;觸摸屏、可分頁顯示;磨合手動(dòng)控制、三位撥動(dòng)開關(guān)控制;磨合自動(dòng)控制;要求磨合控制器能夠加減記數(shù)、儲(chǔ)存數(shù)字，能限制不低于5位的數(shù)字，倒數(shù)能夠根據(jù)試驗(yàn)情況自動(dòng)停止;控制電源系統(tǒng)管路轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制排氣用電磁閥。因此，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行磨合自動(dòng)控制設(shè)計(jì)過程中，要引入沖量缸上位移傳感器，并經(jīng)由LVDT通用處理器調(diào)理之后，以便高效控制輸出信號(hào)，將液壓油箱上油位信號(hào)引入磨合期控制器中，采用LVDT通用處理或控制盒數(shù)據(jù)信號(hào)，運(yùn)行行程開關(guān)觸點(diǎn)信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制操作，設(shè)計(jì)控制油源系統(tǒng)期間，在管路上設(shè)置6個(gè)電磁閥，提升電磁閥的排氣效果。

進(jìn)行磨合控制器設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員要重視管路電磁閥設(shè)計(jì)工作，保證管理電磁閥能夠得到有效控制，根據(jù)行程開關(guān)、油位傳感器、控制盒輸出，實(shí)現(xiàn)各信號(hào)的磨合控制，該項(xiàng)目磨合控制器的位置具有可調(diào)節(jié)性，并集成LVDT通用處理器，分別處理不同輸出、行程的油位傳感器輸出信號(hào)，進(jìn)行調(diào)整之后必須符合1V-5V或4MA-20MA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。

（四）繁用表、示波器設(shè)計(jì)

進(jìn)行增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)過程中，如何將兩個(gè)型號(hào)產(chǎn)品設(shè)置多分項(xiàng)目共同特征提煉出來，是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員要簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)操作，對(duì)D型液壓油箱與A型液壓油箱的壓力傳感器、溫度傳感器、超溫開關(guān)、油位傳感器進(jìn)行性能測(cè)試，傳統(tǒng)的測(cè)試方式主要運(yùn)用示波器、繁用表、萬用表進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)方式本自身具有效率較低的特點(diǎn)，并且檢測(cè)的操作難度較大，無法有效滿足飛機(jī)產(chǎn)量的要求。該項(xiàng)目為了解決這一問題，將示波器與繁用表集中放置在同一個(gè)控制柜中，不僅優(yōu)化了控制柜內(nèi)部的程序，還降低了檢測(cè)難度，設(shè)備間距在2m之內(nèi)，電纜總長度不超過20m，采用軟件控制，示波器的信號(hào)頻率范圍為10Hz～10MHz、輸入電阻為Ri>100kΩ，垂直點(diǎn)為32級(jí)/div、水平點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)/div、水平掃描速度為0.2s/div，0.2ms/div，20μs/div，誤差≤5 % 、垂直靈敏度為0.01V/div，0.1V/div，1V/div，誤差≤5 % ，能夠產(chǎn)生100kHz，0.3V的校準(zhǔn)方波，顯示波形無明顯失真情況，符合該項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

（五）工控系統(tǒng)

為了提升增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜的整體性能，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員在控制柜的內(nèi)部增加工控系統(tǒng)，將性能測(cè)試數(shù)據(jù)集中顯示出來，并用計(jì)算機(jī)記錄這些數(shù)據(jù)，相較于傳統(tǒng)的手工記錄數(shù)據(jù)方式而言，計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)的方式能夠有效提升數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性，并且數(shù)據(jù)記錄完成之后，還可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)曲線繪制，便于后續(xù)增壓油箱改進(jìn)工作的開展。

（六）專用航空插頭

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員進(jìn)行增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)期間，為了避免操作人員誤操作，只是插座插頭出現(xiàn)燒壞產(chǎn)品問題，設(shè)計(jì)了一款專用航空插頭，用于不同產(chǎn)品的連接，提升產(chǎn)品性能測(cè)試的安全性。

五、 總結(jié)

在增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員將示波器、繁用表等集中放置在一個(gè)控制柜中，最大限度縮小控制柜的體積，優(yōu)化控制柜內(nèi)部的布局，采用觸摸屏控制各型油箱磨合，優(yōu)化綜合控制柜背部線路，設(shè)計(jì)專用航空插頭，以期能夠有效提升增壓油箱性能試驗(yàn)臺(tái)綜合控制柜設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊超，杜來林，卿華，等.某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)增壓油箱試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2012（2）：103-105.

作者簡(jiǎn)介：? 周春鳴，南京海銘微生物科技有限公司。